1. Privacy-Preserving Distributed Collaborative Filtering
- Author
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Antoine Boutet, Davide Frey, Anne-Marie Kermarrec, Rachid Guerraoui, Arnaud Jégou, Distribution, Recherche d'Information et Mobilité (DRIM), Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information (LIRIS), Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), As Scalable As Possible: foundations of large scale dynamic distributed systems (ASAP), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SYSTÈMES LARGE ÉCHELLE (IRISA-D1), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Distributed Programming Laboratory (LPD), Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), INRIA, SYSTÈMES LARGE ÉCHELLE (IRISA-D1), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - 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Lyon 2 (UL2)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2), Noubir, Guevara, and Raynal, Michel
- Subjects
User survey ,Obfuscation ,Computer science ,Distributed computing ,Collaborative filtering ,02 engineering and technology ,Recommender system ,Computer security ,computer.software_genre ,Theoretical Computer Science ,[INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI] ,PlanetLab ,020204 information systems ,0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering ,Overhead (computing) ,Differential privacy ,Resilience (network) ,Protocol (object-oriented programming) ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,Numerical Analysis ,User profile ,Bandwidth (signal processing) ,Computer Science Applications ,Privacy preserving ,Computational Mathematics ,Computational Theory and Mathematics ,Privacy ,Distributed system ,020201 artificial intelligence & image processing ,[INFO.INFO-DC]Computer Science [cs]/Distributed, Parallel, and Cluster Computing [cs.DC] ,computer ,Software - Abstract
We propose a new mechanism to preserve privacy while leveraging user profiles in distributed recommender systems. Our mechanism relies on two contributions: (i) an original obfuscation scheme, and (ii) a randomized dissemination protocol. We show that our obfuscation scheme hides the exact profiles of users without significantly decreasing their utility for recommendation. In addition, we precisely characterize the conditions that make our randomized dissemination protocol differentially private. We compare our mechanism with a non-private as well as with a fully private alternative. We consider a real dataset from a user survey and report on simulations as well as planetlab experiments. We dissect our results in terms of accuracy and privacy trade-offs, bandwidth consumption, as well as resilience to a censorship attack. In short, our extensive evaluation shows that our twofold mechanism provides a good trade-off between privacy and accuracy, with little overhead and high resilience.
- Published
- 2016
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